2020-2021学年高三物理开学摸底考试卷一pdf

2020-2021年新高三物理开学摸底考试卷（一）一．选择题1.2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。“嫦娥四号”从距月面15km的近月轨道下降着陆必须实行动力下降，通过发动机喷气获得动力。其减速着陆的轨迹如图所示，其中ab段为主减速段，假设ab段轨迹为倾斜直线，则在ab段发动机喷气的方向可能是（）A．v1方向B．v2方向C．v3方向D．v4方向【答案】C【解析】“嫦娥四号”落月前的接近段几乎是沿着一条倾斜的直线做减速运动，故受到的合力方向与运动方向相反，因受到的重力竖直向下，嫦娥四号沿虚线斜向下做减速运动，故所受到的合力沿虚线斜向上，如图所示通过受力分析即可判断喷气的方向，喷气发动机的喷气方向为3v方向，故选C。2.如图所示，由均匀材料制成的等腰直角三角形金属框abc放置在纸面内，ab处于竖直方向，d点为ab的中点。匀强磁场垂直纸面向里（图中未画出）。第一次金属框绕ab边按左图方式以角速度匀速转动90的过程中，回路中产生的焦耳热为1Q；第二次金属框绕cd边按右图方式以角速度匀速转动90的过程中，回路中产生的焦耳热为2Q。则下列判断正确的是（）A．12:1:2QQB．12:2:1QQC．12:1:1QQD．12:1:2QQ【答案】C【解析】在两次转动过程中金属框内有正弦交流电产生，金属框在两次转动过程中穿过金属框的磁通量变化相同，由法拉第电磁感应定律Ent知回路中产生的感应电动势最大值相同，所以产生的感应电动势的有效值相同；由44t知转动的时间相同；由EIR知回路中通过的电流相同；则由2QIRt知回路中产生的焦耳热相同，即有12:1:1QQ故C正确，A、B、D错误；故选C。3.某市在2020年迎春长跑活动中，一长跑爱好者做匀加速直线运动，从某位置开始通过其携带的传感器收集位移x和速度v等数据信息，通过计算机自动生成的2xv图像如图所示。则下列说法正确的是（）A．爱好者运动的初速度为1m/sB．爱好者运动的加速度为22m/sC．图中纵坐标括号处标注的数字为2D．爱好者速度的平方由数字4增加到8的过程中，运动时间为22s【答案】C【解析】AB．爱好者做匀加速直线运动，则有2202vvax由图可知当20v时，2mx，代入上式得204va当0x时，224()vm/s，代入上式得2040v解得02m/sv21m/sa故A、B错误；C．当228()vm/s时，可解得2mx故C正确；D．爱好者速度的平方由数字4增加到8的过程中，运动时间为：21842(21)1vvtass故D错误；故选C。4.如图（a）所示，在倾角37的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在08tt和09tt时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin370.6，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）A．34B．1516C．1920D．2728【答案】D【解析】据楞次定律可知，008t时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在08tt时有220101ππ216BBErrttt，11EIR此时圆环恰好静止由平衡得01sin2cosmgBIrmg同理在09tt时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上2020π2BErtt，22EIR圆环此时恰好静止，由平衡得02sincos2mgmgBIr联立以上各式得2728故ABC错误，D正确。故选D。5.如图所示，光滑细杆BC和AC构成直角三角形ABC，其中AC杆竖直，BC杆和AC杆间的夹角37，两根细杆上分别套有质量相等的可视为质点的小球P、Q。现将两个小球分别从杆AC和BC的顶点由静止释放，不计空气阻力，sin37°=0.6，则P、Q两个小球由静止释放后到运动至C点的过程中，下列说法正确的是（）A．运动时间之比为3：4B．重力的冲量之比2：1C．合力的冲量之比为5：4D．合力的功之比为1：2【答案】C【解析】A．设AC长度为L，则BC长度为cosL，P球沿AC杆下滑的加速度为1agQ球沿BC杆下滑的加速度为2coscosmgagm对P球2112Lgt对Q球221coscos2Lgt联立得12tt即P、Q两球从各自点下滑到C点的时间相同，故A错误；B．P球重力的冲量1PPImgtQ球重力的冲量2QQImgt故P、Q两球重力冲量之比为1PPQQImIm故B错误；C．P、Q两球下滑到C点时的速度分别为1Pvgt222cosQvatgt根据动量定理可得1PPPPImvmgt合2cosQQQQImvmgt故P、Q两球合力冲量之比为5cos4PPQQImIm故C正确；D．根据动能定理可得212Wmv合所以合力做功之比为2212521162PPQQmvWWmv合合故D错误。故选C。6.如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为8×10-6C的带正电小球A，其正上方O点处用轻细弹簧悬挂一质量为m=0.06kg、电荷量大小为2×10-6C的小球B，弹簧的劲度系数为k=5N/m，原长为L0=0.3m。现小球B恰能以A球为圆心在水平面内做顺时针方向（从上往下看）的匀速圆周运动，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ=53°。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，两小球都视为点电荷。则下列说法正确的是（）A．小球B一定带负电B．圆周运动时，弹簧的长度为0.5mC．B球圆周运动的速度大小为63m/sD．若突然加上竖直向上的匀强磁场，θ角将增大【答案】ABD【解析】A．小球A、B之间的库仑力2ABABkQQFl设弹簧弹力为T，小球B在竖直方向上，有cosTmg弹簧的弹力在水平方向的分力sinxTT再由胡克定律0OBTklL由几何关系sinABOBll可解得1TＮ，0.8xTＮ，0.9FＮ0.5mOBl，0.4mABl因小球B做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心A，又有xFT则B球带负电，所受合外力=1.7xFFT合ＮAB正确；C．由合外力提供向心力2=ABvFml合解得102m/s3vC错误；D．若突然加上竖直向上的匀强磁场，带负电的小球B受到从A到B方向的磁场力，小球B受到的向心力减小，半径增大，即θ角将增大，D正确。故选ABD。7.行星各自卫星的轨道可以看作是圆形的。某同学根据A行星和B行星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T的观测数据，作出如图所示的图像，其中图线A是根据A行星的不同卫星的数据作出的，图线B是根据B行星的不同卫星的数据作出的。已知图线A的斜率为k1，图线B的斜率为k2，A行星半径为B行星半径的n倍，则（）A．A行星的质量大于B行星的质量B．A行星与B行星表面的重力加速度之比为221knkC．A行星与B行星的第一宇宙速度之比为12knkD．A行星与B行星的平均密度之比为231knk【答案】AC【解析】A．根据万有引力提供向心力有2224πMmGmrrT＝解得3224πGMrT＝可知图线的斜率24πGMk＝由图可知12kk所以ABMM选项A正确；B．行星表面有2MmmgGR解得表面的重力加速度2MgGR所以2AAB122BBA2gMRkgMRnk选项B错误；C．根据万有引力提供向心力有22MmvGmRR解得第一宇宙速度MvGR所以AAB1BBA2vMRkvMRnk选项C正确；D．行星的平均密度343MMVR所以3AAB133BBA2MRkMRnk选项D错误。故选AC。8.如图所示，在三角形BAC内充满垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为d，6BC。一群质量均为m、电荷量均为q、速度大小均为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场，己知从AC边射出且速度垂直于AC边的粒子在磁场中运动的时间为0t，而在此边射出的粒子，在磁场中的运动最长时间为054t。（不计粒子重力和粒子间相互作用力）。则下列判断中正确的是（）A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为04tB．该匀强磁场的磁感应强度大小为02mqtC．题中运动时间最长的粒子射出点距A点231dD．粒子进入磁场时速度大小为02(63)dvt【答案】CD【解析】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间03Tt可得周期03Tt故A错误；B．由2mTqB可得0223mmBqTqt故B错误；C．设运动时间最长的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角为，则有0524tT解得56画出该粒子的运动轨迹如图所示设轨道半径为R，由几何知识得2sin30cos30RRd可得3231dR则射出点距A的距离2cos30231Rdx故C正确；D．根据题意有054tRv解得02(63)dvt故D正确；故选CD。二．非选择题：共62分，第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：(共47分）9.（6分）用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B的正下方。开始时，金属片C与圆环间的高度为h，A、B、C由静止开始运动。当物块B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两光电门分别固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B从P1旁运动到P2旁所用时间t，已知重力加速度为g。(1)若测得P1、P2之间的距离为d，则物块B刚穿过圆环后的速度v________。(2)若物块A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证了下面选项________中的等式成立，即可验证机械能守恒定律。A．212mghMvB．2mghMvC．2122mghMmvD．212mghMmv(3)改变物块B的初始位置，使物块B从不同的高度由静止下落穿过圆环，记录每次金属片C与圆环间的高度h以及物块B从P1旁运动到P2旁所用时间t，则以h为纵轴，以________(选填“2t”或“21t”）为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线，该直线的斜率k________(用m、g、M、d表示)。【答案】dtC21t2(2)2Mmdmg【解析】(1)[1]根据平均速度等于瞬时速度，则有物块B刚穿过圆环后的速度dvt(2)[2]由题意可知，系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能，即为21(2)2mghMghMghMmv即为22211(2)(2)22dmghMmvMmt故C正确，ABD错误。故选C。(3)[3][4]将2122mghMmv()变形后则有222(2)(2)22MmvMmdhmgmgt因此以21t为横轴；由上式可知，作出的图线是一条过原点的直线，直线的斜率2(2)2Mmdkmg10.(9分）某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻Rv，从实验室找到实验器材如下：A．待测电源（电动势E约为2V，内阻不计）B．待测电压表V（量程为1V，内阻约为100Ω）C．定值电阻若干（阻值有：50.0Ω，100.0Ω，500.0Ω，1.0kΩ）D．单刀开关2个(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图，请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。(2)为了完成实验，测量中要求电压表的读数不小于其量程的13，则图甲R1=_____Ω；R2=_____Ω。(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作，当电键S1闭合、S2断开时，电压表读数为0.71V；当S1、S2均闭合时，电压表